一种螺旋电栅尺的制作方法

文档序号:5823391阅读:349来源:国知局
专利名称:一种螺旋电栅尺的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种长度位置测量的直线位移传感器,是机电一体化产 品的关键基础件之一,可广泛应用于各种机床、仪器、测量机等的直线位移 数显及数控,尤其是一种螺旋电栅尺。
光栅、感应同步器、磁栅和容栅四种测量系统是50年代后英、美、曰 本等国发展起来的新型位置测量系统。为了能适应使用中的恶劣环境,同时 达到对工作环境温度的变化不敏感的要求,80年代英国发明了球栅测量系 统。
光栅、感应同步器、磁栅和容栅都是位置与电信号的转换,分别是利用 光电、电感、磁电、电容感应的原理。
对于感应同步器(又称电栅),是利用其定、滑尺平面绕组间电磁感应 信号随位移变化的原理实现。球栅(又称球同步器)是利用钢球组合,随位 移使导磁介质量变化产生电磁感应信号变化的原理实现。
通常的电栅的平面绕组由工作导片和端面导片两部分组成(如图3所 示),工作导片的感应信号是需求的,端面导片起联接作用,其感应信号是有 害的,为了减小和消除其影响,滑尺绕组采用正、反绕接的方式(图4所示), 两根导片间极距0.67,需人工焊绕接,难度甚大。
光栅、电栅、容栅等都是在平面上制作导片或栅线,为了确保动、静两 部分的相对移动,均为方形廓体加橡胶条遮挡保护,但是还是会有灰尘或油 污落到其导片或栅线表面而影响测量的可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能数显、数控、定位精度高,能在恶劣 环境中使用,结构简单紧凑、全密封、使用方便、易生产、成本节省的螺旋 电栅尺。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种螺旋电栅尺,由 圆柱形的电栅轴和电栅轴套组成,电栅轴套套装在电栅轴上;所述电栅轴由 内至外依次为轴基体、密封在绝缘层内的轴绕组及轴配合层;所述电栅轴套 由外至内依次为轴套基体、密封在绝缘层内的轴套绕组及轴套配合层;所述 轴绕组和轴套绕组为尾部并接的双螺旋线型的绕组方式,电流从A导程导片 头部正向流入到尾部,又以B导程导片尾部反向流回到头部形成回路,不存 在电栅尺的端面导片,如

图1所示,正、反相间隔的电流形成电磁场。导片 宽度为0.66mm,消除感应电势的三次谐波成份。
在电栅轴的全程设置有一个轴绕组,在电栅轴套的全程设置有两个轴套 绕组(sin绕组及cos绕组),三组绕组旋向一致,且导程T二2mm;两个轴 套绕组在同一轴向上电流方向一致的各点位置D = nT+l/4T (n=0、 1、 2、 3……)。
工作原理有几种,若给电栅轴套的正、余弦绕组分别通以同相调幅激磁
电压Us和U。
Us=UraSin 0 eSinwt
Uc=UmCos 0 eSinwt激磁频率一般取lOKHz 则电栅轴输出感应电动势信号e: e二KJJmSin (2兀x/T— e e) Coswt
式中仏——激磁电压最大幅值;
Km——电压传递系数;
2兀x/T——机械位移角;
X——轴与套在绕组周期内的相对位置;
T——绕组周期2mm;
e6——电气角。
输出感应电动势随机械位移角而变化,可以实现鉴幅型数显。 为了防止灰尘油污进入到电栅轴和电栅轴套的结合面而影响测量可靠
性,进一步地在电栅轴套的开口处设置有密封圈,确保了实现全密封。
为了保证电栅轴套在电栅轴上良好的滑动流畅性,同时使两者的接触面 具有良好的耐磨性,再进一步地所述轴配合层材料为不锈钢;所述轴套配
合层材料为工程塑料。
本实用新型集球栅尺与电栅尺的特点,独创螺旋电栅尺,它是利用轴和
套在圆柱面上,螺旋线绕组之间电磁感应信号随位移变化的原理实现。通过
综合比较本实用新型的特点为
1. 具有现有位置测量系统的共同优点易实现位置与电信号的转换,实 现数字显示,计算和数控;高精度、高分辨率、大量程、节能和环保。
2. 具有球栅的特点;体积小、结构全密封、可靠性好,能在恶劣的环境 中使用、防水、防油、防铁屑、耐振动、工作环境温度变化对精度影响小; 易安装调整、使用寿命长。
3. 具有电栅细分精度高的特点,其优于球栅。
4. 易批量生产及普及推广应用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的局部放大图。
图3是平面绕组电栅尺的结构示意图。
图4是平面绕组电栅尺上滑尺绕组采用正、反绕接方式示意图。
图中1.电栅轴l一l.轴基体l一2.轴绕组l一3.轴配合层2.电 栅轴套2 — 1.轴套基体2 — 2.轴套绕组2 — 3.轴套配合层3.密封圈4. 绝缘套5.绝缘层6.安装槽7.填充料8.工作导片9.端面导片具体实施方式
如图1、图2所示的一种螺旋电栅尺,由圆柱形的电栅轴1和电栅轴套2 组成,电栅轴套2套装在电栅轴1上,在电栅轴套2的开口处设置有密封圈 3。所述电栅轴1由内至外依次为轴基体l一l、密封在绝缘层内的轴绕组1 一2及轴配合层1一3;所述电栅轴套2由外至内依次为轴套基体2 — 1、密封 在绝缘层内的轴套绕组2 — 2及轴套配合层2 — 3。其中,轴配合层1一3材料 为不锈钢,轴套配合层2 — 3材料为工程塑料。所述轴绕组1一2和轴套绕组 2 — 2为尾部并接的双螺旋线型的绕组方式。在电栅轴1的全程设置有一个轴 绕组1 一2,在电栅轴套的全程设置有两个轴套绕组2 — 2,三组绕组旋向一致, 且导程T=2 mm;两个轴套绕组2 — 2在同一轴线向上电流方向一致的各点位 置D-nT+l/4T (n=0、 1、 2、 3……)。
所述轴绕组l一2和轴套绕组2 — 2的密封结构可采用在绕组外部包覆绝 缘套4,或是将绕组夹在两层覆绝层5之间,或是两种结构的组合,总之, 保证绕组间相互绝缘即可。
另外,为了保证轴绕组l一2和轴套绕组2 — 2在电栅轴1和电栅轴套2 内的安装精度,可在轴基体l一l或是覆绝层5上预先加工用于嵌装轴绕组1
一2或是外部包覆绝缘套4的轴绕组l一2的安装槽6,将轴绕组l一2嵌装在 安装槽6内,同理,电栅轴套2上的轴套绕组2 — 2也按类似方法安装。
另外,轴基体l一l可为实心体,也可以是中空结构,为保证一定的结构
强度,在中空部分可设置填充料7。
权利要求1.一种螺旋电栅尺,其特征是由圆柱形的电栅轴(1)和电栅轴套(2)组成,电栅轴套(2)套装在电栅轴(1)上;所述电栅轴(1)由内至外依次为轴基体(1-1)、密封在绝缘层内的轴绕组(1-2)及轴配合层(1-3);所述电栅轴套(2)由外至内依次为轴套基体(2-1)、密封在绝缘层内的轴套绕组(2-2)及轴套配合层(2-3);所述轴绕组(1-2)和轴套绕组(2-2)为尾部并接的双头螺旋线型的绕组方式。
2. 根据权利要求1所述的一种螺旋电栅尺,其特征是在电栅轴(1)的全程设置有一个轴绕组(l一2),在电栅轴套的全程设置有两个轴套绕组 (2 — 2),三组绕组旋向一致,且导程T = 2 im;两个轴套绕组(2 — 2)在 同一轴线向上电流方向一致的各点位置D二nT+l/4T (n二0、 1、 2、 3……)。
3. 根据权利要求1所述的一种螺旋电栅尺,其特征是在电栅轴套(2) 的开口处设置有密封圈(3)。
专利摘要本实用新型涉及一种长度位置测量的直线位移传感器,尤其是一种螺旋电栅尺。由圆柱形的电栅轴和电栅轴套组成,电栅轴套套装在电栅轴上;所述电栅轴由内至外依次为轴基体、密封在绝缘层内的轴绕组及轴配合层;所述电栅轴套由外至内依次为轴套基体、密封在绝缘层内的轴套绕组及轴套配合层;所述轴绕组和轴套绕组为尾部并接的双螺旋线型的绕组方式。本实用新型集球栅尺与电栅尺的特点,独创螺旋电栅尺,它是利用轴和套在圆柱面上,螺旋线绕组之间电磁感应信号随位移变化的原理实现。
文档编号G01B7/02GK201059955SQ20072004088
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者陈耀忠 申请人:陈耀忠
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1